李金坡 崔潤森

(北京市通州區(qū)運(yùn)河中學(xué) 北京 101100)

1 問題提出

高一物理學(xué)生分組實(shí)驗(yàn)“研究平拋物體的運(yùn)動”，教材中要求學(xué)生通過實(shí)驗(yàn)要描出平拋物體運(yùn)動的軌跡，并求出平拋物體的初速度．多數(shù)學(xué)校使用的是J2154平拋運(yùn)動實(shí)驗(yàn)器．利用這種儀器進(jìn)行實(shí)驗(yàn)，存在著實(shí)驗(yàn)誤差較大，實(shí)驗(yàn)操作較難等缺陷.現(xiàn)進(jìn)行改進(jìn)如下.

2 “改進(jìn)型”平拋運(yùn)動實(shí)驗(yàn)器的構(gòu)造(圖1)

(1)軌道：塑料(金屬)制成的斜面與水平面一體的滑道，可以使小球獲得平拋的初速度．

(2)豎直標(biāo)尺：帶有長度刻度的鋁片，輔助測量小球的豎直位移．

(3)透明底板：300 mm×400 mm有機(jī)玻璃板，它是儀器的主體，同時(shí)也是描繪拋物線的畫線板．

(4)水平螺旋：金屬螺絲，用于調(diào)節(jié)儀器的水平．

(5)底座：金屬制成．

(6)水平儀：用于顯示儀器是否水平．

(7)接球槽：平時(shí)放置小球．里面加上海綿，實(shí)驗(yàn)時(shí)可以減弱下落小球的沖擊力．

(8)標(biāo)記球架(與軌道分居底板兩側(cè))：安放標(biāo)記球．

(9)標(biāo)記球：用于記錄下落小球的位置．

(10)小球：運(yùn)動物體

圖1 “改進(jìn)型”平拋運(yùn)動實(shí)驗(yàn)器照片

實(shí)驗(yàn)的其他輔助器材：水性彩筆，直尺等．

3 “改進(jìn)型”平拋運(yùn)動實(shí)驗(yàn)器設(shè)計(jì)思想

中學(xué)物理實(shí)驗(yàn)?zāi)康闹皇桥囵B(yǎng)學(xué)生的實(shí)驗(yàn)操作能力和觀察能力，所以學(xué)生實(shí)驗(yàn)儀器的設(shè)計(jì)并不是越“自動化”越好．要讓學(xué)生有操作的空間．平拋運(yùn)動實(shí)驗(yàn)器增加的“標(biāo)記球架”就是為了方便學(xué)生實(shí)際操作．而且操作難度適中．另外，本實(shí)驗(yàn)最好要2至3名同學(xué)合作實(shí)驗(yàn)．利于培養(yǎng)學(xué)生的團(tuán)隊(duì)精神和合作意識．

4 使用方法

(1)調(diào)拋出點(diǎn)水平：把實(shí)驗(yàn)器放在水平桌面上，調(diào)節(jié)底座上螺絲，使水平儀的氣泡位于中央圓中，保證斜槽軌道在水平位置上．

(2)拋出點(diǎn)(坐標(biāo)原點(diǎn))的確定：用直尺在軌道末端向上畫一條直線段．用直尺靠近軌道的末端，小球入到軌道上．測出小球與直尺的接觸點(diǎn)到軌道底端的長度，如圖2所示．用這個(gè)長度在直線段上畫出拋出點(diǎn)(坐標(biāo)原點(diǎn))．

圖2 確定拋出點(diǎn)

(3)讓小球從斜槽軌道的固定位置釋放，在底板前做平拋運(yùn)動，反復(fù)進(jìn)行．調(diào)節(jié)各個(gè)標(biāo)記球的位置，與小球通過此處時(shí)的位置重合．從而獲得了小球在拋物線上的若干個(gè)位置(點(diǎn))．